Что обнаружили на марсе 2021
В недрах Марса обнаружен неизвестный древний материал
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, а краткий отчет о нем можно найти на сайте Кельнского университета. Анализ данных проводила команда, в состав которой входили не только планетологи, но и геофизики.
Работа позволила заглянуть под поверхность Красной планеты примерно на 200 метров. В результате был обнаружен ранее неизвестный слой, буквально зажатый между потоками окаменелой лавы. Он начинается на глубине около 30 метров, его толщина составляет около 10 метров. Ученые пока лишь предполагают, что этот слой состоит из каких-то рыхлых осадочных отложений. Установлено, что они по своим характеристикам значительно отличаются от твердых базальтов, расположенных над и под ним.
К слову, структура в изученном регионе вообще оказалась слоистой. Верхний слой толщиной около 15 метров составлен из огромных каменных глыб. Ученые предполагают, что эти блоки являются следами мощного метеоритного удара по поверхности Марса в глубокой древности. Вероятно, в результате столкновения они были вырваны из породы и подброшены ввысь. Затем глыбы осыпались обратно на поверхность и образовали твердый слой.
Под ним находится небольшой осадочный слой реголита, который состоит преимущественно из песчаного материала. Его толщина составляет около трех метров. Далее снова следуют твердые базальтовые породы, которые и покоятся на указанном выше промежуточном слое.
Авторы работы отмечают, что в целом обнаружение базальтовых пород, то есть охлажденных и затвердевших лавовых потоков, соответствовало ожидаемой подповерхностной структуре. Исключение составляет загадочный промежуточный слой, но для его детального анализа одних только сейсмических данных недостаточно.
В рамках исследования ученые также датировали затвердевшие лавовые потоки. Для этого они использовали расчеты из предыдущих исследований, позволившие определить возраст ударных кратеров. В результате было установлено, что возраст более мелких лавовых потоков составляет примерно 1,7 миллиарда лет.
Таким образом, загадочный промежуточный слой мог образоваться в период низкой вулканической активности, который совпал с периодом низкой метеоритной активности. При таком сценарии вполне мог образоваться естественный осадочный слой, который со временем оказался зажатым между гесперскими и амазонскими базальтами.
По следам марсианской жизни. Что успел найти на Красной планете за 9 месяцев марсоход «Персеверанс»
Автор фото, NASA/JPL-CALTECH/MSSS
«Персеверанс» опустился в паре километров к юго-востоку от начала основной глиняной формации
18 февраля 2021 года марсоход НАСА «Персеверанс» опустился на поверхность Красной планеты. Миссия продолжается, но по достигнутым результатам уже вошла в историю.
Что успел сделать робот за 9 земных месяцев или 216 марсианских суток?
«Мы в нужном месте»
Главной целью экспедиции был заявлен поиск следов древней марсианской жизни. Пока они не обнаружены, но ученые говорят, что укрепились в уверенности, что микроорганизмы на Марсе когда-то были, и теперь знают, где искать.
Исследователи НАСА, по их словам, вздохнули с облегчением: они направили «Персеверанс» именно туда, куда нужно.
«Перси», как называют его создатели, приземлился в кратере Джезеро в северном полушарии Марса, предположительно образовавшемся в результате удара крупного метеорита 3,5 млрд лет назад.
За девять месяцев он проехал по дну кратера 2,67 км, сделал своими 19 камерами несколько тысяч качественных снимков, взял образец грунта и записал при помощи микрофона марсианские звуки. Установленные на марсоходе камеры Mastcam-Z и SuperCam обладают таким увеличением, что способны запечатлеть листок из блокнота на противоположной стороне футбольного поля.
Кратер диаметром 49 км был избран местом назначения в ноябре 2018 года благодаря разнообразию формирующих его пород. На фотографиях из космоса видно, что часть его дна покрыта растрескавшимся грунтом, напоминающим осадочную глину. Это навело ученых на мысль, что сотни миллионов лет назад климат на Марсе был значительно теплее, а атмосфера плотнее, чем теперь.
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Подкаст
Анализ полученных снимков (результаты опубликованы 7 октября в американском журнале Science) подтвердил догадки планетологов. Теперь можно с достаточной уверенностью утверждать, что на месте кратера некогда было озеро, в которое с запада впадала крупная река, а в воде, не исключено, имелась и примитивная жизнь.
Когда река впадала в озеро, течение воды замедлялось, и из нее выпадали осадки. То же самое наблюдается и на Земле.
Особенно многообещающими являются снимки 80-метровой возвышенности под названием Кодьяк, на которых четко видны классические горизонтальные слои отложений. По мере накопления осадков холм рос в высоту и в ширину.
На вершине Кодьяка и в других местах глиняного пятна лежат большие валуны, некоторые до полутора метров в диаметре. Это позволяет думать, что в озере случались наводнения, достаточно бурные, чтобы двигать камни.
Сейчас Земля и Марс находятся на максимальном удалении друг от друга. Радиосвязь с роботом невозможна, поскольку между двумя планетами находится Солнце, и специалисты получили 20-дневную передышку.
Когда восстановится связь, наземная команда направит «Персеверанс» к холму и к предположительным берегам озера, чтобы взять пробы грунта.
На Марсе обнаружили пригодные для жизни условия
Астробиологи обнаружили, что недра Марса могут поддерживать микробную жизнь, обеспечивая ее энергией и всеми необходимыми веществами. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Astrobiology, кратко об исследовании рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.
Специалисты проанализировали химический состав метеоритов, которые оторвались от поверхности Марса и упали на Земле. Оказалось, что эти породы, если они будут постоянно контактировать с водой, смогут производить побочные соединения, важные для жизнедеятельности микроорганизмов, подобных тем, что обитают в неосвещенных солнцем глубинах Земли. Данные говорят о том, что большая часть недр Красной планеты потенциально пригодна для обитания живых существ.
В ходе одной из возможных реакций — радиолиза — радиоактивные элементы в породах вступают в реакцию с водой, которая при этом распадается на водород и кислород. Водород растворяется в оставшихся грунтовых водах, в то время как минералы, такие как пирит, впитывают свободный кислород, образуя сульфатные минералы. Микробы могут поглощать растворенный водород в качестве топлива и использовать кислород, сохраненный в сульфатах, для «сжигания» этого топлива.
Исследование показало, что в нескольких различных типах марсианских метеоритов присутствуют радиоактивные элементы, такие как торий, уран и калий, а также сульфидные минералы, которые могут быть преобразованы в сульфаты, и породы с достаточным пористым пространством для улавливания воды. Это подтвердило, что на Марсе, возможно, существуют пригодные для существования жизни условия.
Известно, что в прошлом на Марсе существовала активная система подземных вод, и есть основания полагать, что подземные воды существуют сегодня.
Марсоход NASA Perseverance нашел минерал «оливин» на поверхности Марса
NASA Perseverance пересекает поверхность Марса с февраля. Он стреляет из лазера по различным скальным образованиям и берет пробы марсианской почвы. Цель состоит в том, чтобы найти химические сигнатуры, которые служат признаками существования жизни. Последние образцы были взяты из слоистых горных пород в районе с плотной дюной.
Камень, наполненный минеральным оливином, был обнаружен марсоходом НАСА Perseverance, и команда написала в Твиттере: «Еще один маленький кусочек Марса, который нужно унести с собой», пишет dailymail.co.uk
Это третий из серии образцов, которые марсоход размером с внедорожник соберет во время своей работы на Красной планете, оставив их для будущей миссии по возвращению на Землю.
Нет никаких подробностей относительно того, откуда этот минерал на Марсе, но оливин представляет собой силикат магния-железа и составляет большую часть верхней мантии Земли.
Недавно ученые рассказали, что на Нептуне и Уране идут дожди из алмазов, так что оливин теоретически расскажет исследователям, что происходит с атмосферой Марса.
Станьте членом КЛАНА и каждый вторник вы будете получать свежий номер «Аргументы Недели», со скидкой более чем 70%, вместе с эксклюзивными материалами, не вошедшими в полосы газеты. Получите премиум доступ к библиотеке интереснейших и популярных книг, а также архиву более чем 700 вышедших номеров БЕСПЛАТНО. В дополнение у вас появится возможность целый год пользоваться бесплатными юридическими консультациями наших экспертов.
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Наука
Wired (США): ученые «заглянули» внутрь Марса, и вот что они там обнаружили
Аппараты InSight и Perseverance отправляют на Землю беспрецедентные данные обо всем, начиная с марсотрясений и кончая информацией о внутренних слоях Красной планеты.
Если люди на Земле ведут напряженную борьбу с пандемией covid-19, страдают от рекордной жары и пытаются понять, как сделать так, чтобы у них не закончилась вода, то наши космические аппараты на Марсе живут намного спокойнее. (Помогает и то, что им не надо дышать.) Припарковавшись на марсианской поверхности, спускаемый аппарат «Инсайт» прислушивается к марсотрясениям, а марсоход «Персеверанс» катается по ней в поисках жизни.
На этой неделе ученые обнародовали целую серию научных выводов, сделанных на основе информации, полученной от отважных роботов. Сегодня они опубликовали три статьи в журнале «Сайнс» (Science), подготовленные десятками ученых из разных стран мира. В них исследователи рассказывают о хитрых способах использования сейсмометра аппарата «Инсайт», при помощи которых им удалось заглянуть вглубь Красной планеты. Этот прибор обогатил их беспрецедентными знаниями о марсианской коре, мантии и ядре. Ученые впервые составили карту внутренностей другой планеты. А вчера вторая группа ученых провела пресс-конференцию, на которой объявила предварительные результаты исследовательской работы марсохода «Персеверанс», а также рассказала о следующих шагах, которые он предпримет в рамках изучения поверхности кратера Езеро. Этот кратер когда-то был озером, и мог стать обиталищем древней микробной жизни.
Ученым предстоит еще многое узнать о Красной планете. «Она построена из таких же конструктивных блоков, как и Земля, но очень сильно от нее отличается, — сказала сейсмолог из Кембриджского университета Санне Коттар (Sanne Cottaar), подготовившая для «Сайнс» статью по трем новым исследованиям. — Есть масса свидетельств, что эволюция Марса во многом проходила иначе. А сейчас, когда ученые формируют внутреннее изображение слоев планеты, у нас появляются новые способы понять, как формировался Марс, и как он возник».
Контекст
Yahoo News Japan: европейцы в сотрудничестве с россиянами ищут жизнь на Марсе
Опасная посадка и селфи на Марсе: видео с китайского марсохода заинтриговали ученых (Nature)
NASA: как звучит Марс
Al Jazeera: есть ли жизнь на Марсе? Ответ скрывается глубоко в недрах Красной планеты
При сравнении двух планет возникает множество интересных вопросов. Например, почему у Земли есть магнитное поле, а у Марса оно, по всей видимости, исчезло? Почему на Земле так много вулканов, и они очень сильно разбросаны, а на Марсе вулканы больше по размерам и сильнее сконцентрированы? (Имея диаметр 602 километра и высоту почти 26 километров, гора Олимп является самым большим из известных вулканов Солнечной системы.) Формирование Марса наверняка сопровождалось многочисленным катаклизмами, но сейчас на его поверхности все спокойно. И в отличие от Земли, там мало вулканической активности. (Однако в мае ученые представили доказательства такой недавней активности.) Только заглянув глубже под поверхность, исследователи смогут лучше понять такие странности Марса, а заодно и особенности похожей на него Земли.
Но прежде чем окунуться в лавину этой научной литературы, нам нужно пройти краткий курс по устройству Марса и исследующего его аппарата «Инсайт». В сравнении с Землей Красная планета в геологическом плане довольно спокойна. Поскольку у нашей планеты имеются тектонические плиты, представляющие собой огромные куски земли, которые перемещаются над лежащей ниже мантией, ее поверхность буквально взрывается от активности, такой как вулканы и катастрофические землетрясения. На Марсе нет тектонических плит, потому что его ядро сформировалось и быстро остыло в самом начале существования Красной планеты. Сегодня Марс сотрясают небольшие толчки, вероятно, вызванные сокращением продолжающей остывать планеты.
Задача спускаемого аппарата «Инсайт» состоит в обнаружении таких марсотрясений при помощи сейсмометра, чем он и занимается с февраля 2019 года. Этот прибор обеспечивает ученых исключительно богатым разнообразием сейсмических данных, особенно по двум явлениям — Р-волнам (волны сжатия) и S-волнам (волны сдвига), которые возникают в результате марсотрясений. «Р-волны — это продольные сейсмоволны, как звук в воздухе, и это самые быстрые волны из числа распространяющихся в планетарных телах, — рассказывает сейсмолог из Кёльнского университета Бриджит Кнапмайер-Эндрун (Brigitte Knapmeyer-Endrun), ставшая ведущим автором исследования по моделированию марсианской коры. — А еще у нас есть вторичные волны, S-волны, или поперечные сдвиговые волны. Такое движение больше похоже на дрожание гитарных струн».
Что крайне важно, S-волны медленнее Р-волн. Поэтому, когда происходит марсотрясение, сейсмометр зонда «Инсайт» регистрирует их чуть позднее. «Разница между появлением S-волн и Р-волн дает нам представление о месте сейсмической активности, насколько далеко оно находится от нашей станции», — говорит Кнапмайер-Эндрун. Эти волны различаются также в зависимости от среды, через которую они проходят, и от которой они отражаются. Р-волны проходят через твердые породы, жидкости и газы, а S-волны только через твердые породы.
Анализируя волны, достигающие сейсмометра «Инсайт», ученые могут получить представление о внутреннем составе Марса. Поскольку S-волны не могут проникнуть через жидкое ядро, вся их энергия целиком отражается от границы между ядром и мантией. Представьте это в виде двоичного кода для компьютеров. Только два элемента — единицы и нули могут сочетаться, создавая исключительно сложное программирование. Точно так же два типа волн в своем сочетании позволяют нарисовать сложную картину марсианских внутренностей. «Мы также смотрим на разницу во времени прихода, что позволяет нам определить толщину того или иного слоя», — говорит Кнапмайер-Эндрун.
Мультимедиа
«Миссия на Марс» в Тироле
28 месяцев на Марсе
Используя такие методы, она вместе с коллегами сумела определить толщину коры. Прежде ученым приходилось использовать летающие по орбите спутники для измерения разницы в силе притяжения и в топографических свойствах по всей планете. Таким способом они пытались определить толщину коры, придя в итоге к выводу, что в среднем она составляет 110 километров «Сейчас, когда измерения проводятся изнутри, мы можем сказать, что это было явное преувеличение», — говорит Кнапмайер-Эндрун. Теперь ученые полагают, что среднее значение толщины коры максимально составляет 72 километра.
Исследователи полагают, что эта кора состоит из двух или трех слоев. Есть самый верхний слой толщиной 10 километров, который, согласно измерениям «Инсайт», оказался неожиданно легким. Наверное, это объясняется тем, что он состоит из раздробленной породы, оставшейся от воздействия метеоритов. Слой ниже опускается в глубину примерно на 20 километров. «К сожалению, мы не уверены, что там дальше, сразу мантия или еще и третий слой коры. Есть некая неопределенность на сей счет, и разрешить ее нам пока не удалось, — говорит Кнапмайер-Эндрун. — Мы можем уверенно сказать, что кора не такая толстая, как считали ранее, и что плотность у нее меньше».
Планетарный сейсмолог Саймон Штелер (Simon Stähler) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха возглавил работу по изучению самой раскаленной внутренней части Марса — его ядра. Хотя у коллектива Штелера нет возможности заглянуть внутрь центральной части планеты, исследователи сумели добыть некоторую информацию, проанализировав S-волны, отражающиеся от границы между ядром и мантией. Эти колебания, не имея возможности проникнуть в жидкое марсианское ядро, возвращаются на поверхность, и там их улавливают приемники «Инсайт». «На это уходит целых 10 минут», — говорит Штелер, имея в виду время от марсотрясения до улавливания отраженного ядром сигнала. Измерив этот временной промежуток, его команда определила глубину проникновения волн, а исходя из этого, измерила и глубину залегания самого ядра. Оказалось, что оно начинается примерно в 1 550 километрах от поверхности.
Ученые выяснили, что плотность ядра удивительно низкая, составляя всего 6 граммов на кубический сантиметр. Это гораздо меньше, чем они ждали от марсианского центра с высоким содержание железа. «Для нас это до сих пор некая загадка, почему ядро такое легкое», — говорит Штелер. Там наверняка должны присутствовать и более легкие элементы, хотя непонятно, какие именно. Он со своим коллективом надеется со временем зафиксировать Р-волны, образующиеся в результате марсотрясения на противоположной стороне планеты непосредственно напротив того места, где стоит «Инсайт». Поскольку эти волны могут проникнуть через границу между ядром и мантией, они дадут приемнику спускаемого аппарата информацию о составе марсианского ядра. Но чтобы это получилось, объясняет Штелер, «Марс должен пойти нам навстречу и устроить такое марсотрясение на другой стороне планеты».
В своей научной работе коллектив Штелера сообщает, что радиус ядра равен 1 830 километрам. Другая команда, которую возглавил геофизик из Швейцарской высшей технической школы Цюриха Амир Хан (Amir Khan), выяснила, что этот размер настолько велик, что места для мантии, как внутри Земли, остается очень мало. Этот слой, окружающий ядро, выполняет задачу по теплоулавливанию. Земная мантия разделена на две части, а между ними имеется так называемая переходная зона. Верхний и нижний слой состоят из разных минералов. «Мантия Марса — я скажу об этом несколько непочтительно — является упрощенной версией земной мантии, если судить по ее минералогическому составу», — говорит Хан, ставший ведущим автором работы по описанию марсианской мантии.
Предыдущие оценки радиуса ядра делались с использованием геохимических и геофизических данных, и они указывали на отсутствие нижнего слоя мантии. Но чтобы подтвердить это, ученым понадобились сейсмологические данные «Инсайт». Они стали ключом к пониманию эволюции Красной планеты, в частности, почему она лишилась своего магнитного поля, которое защитило бы атмосферу и возможную жизнь от суровых солнечных ветров. Для возникновения магнитного поля нужен перепад температур между внешней и внутренней частью ядра. Он должен быть достаточно велик, чтобы создавать циркулирующие течения, которые перемешивают жидкость ядра и способствуют образованию магнитного поля. Но ядро Марса остыло так быстро, что эти конвекционные потоки затухли.
Анализ Хана также показывает, что у Марса толстая литосфера, как называют твердую и холодную часть мантии. Это может дать ответ на вопрос о том, почему у Красной планеты нет тектонических плит, которые провоцируют мощную вулканическую активность на Земле. «Если имеется очень толстая литосфера, ее чрезвычайно трудно сломать, чтобы создать некое подобие земных тектонических плит, — поясняет Хан. — Может, на раннем этапе они и были на Марсе, но сейчас они определенно сомкнулись».
Если «Инсайт» «подслушивает» внутренние вибрации Марса, то «Персеверанс», катаясь по его пыльной поверхности, ищет признаки древней жизни в горных породах, определяет места сбора образцов поверхностного слоя и изучает геологическую историю Езеро. «Исследования — это не бег на короткую дистанцию, это марафон, — сказал заместитель руководителя НАСА по научной работе Томас Цурбухен (Thomas Zurbuchen), открывая в среду пресс-конференцию, посвященную первым успехам марсохода за время работы на Красной планете. — «Персеверанс» — это лишь один шаг в долгом и тщательно спланированном путешествии по изучению Марса, в котором в предстоящие годы будут объединены усилия робота и человека».
Статьи по теме
Science: сенсационное возвращение американцев на Венеру
IllVet: пять миссий, которые должны раскрыть загадку Венеры
Американские читатели о «русской планете» Венере: но Солнце, чур, наше
На пресс-конференции ученые рассказали, чем занимается «Персеверанс» во время своих странствований. «Проблема в том, чтобы точно понять, в каком направлении мы хотим пойти, и как мы будем встраивать все в наш график», — рассказала Вивиан Сунь (Vivian Sun) из Лаборатории реактивного движения НАСА, работающая там инженером по системам. По ее словам, ученые решили направить «Персеверанс» примерно на километр на юг от места посадки с целью сбора первых образцов пород. Храниться собранные образцы будут в корпусе марсохода, а затем он уложит их на поверхность планеты для последующей переправки на Землю обратным рейсом.
«Персеверанс» оснащен двухметровой роботизированной рукой с набором новых устройств, среди которых есть технологический демонстратор под названием MOXIE для проверки возможности выработки кислорода из атмосферы Марса. Он уже продемонстрировал свою способность преобразовывать в кислород небольшие объемы атмосферного углекислого газа. Там также имеются датчики для оценки нынешнего климата и камеры высокого разрешения, позволяющие снимать то, что находится вокруг марсохода. «Нас просто истязают пылевые дьяволы», — сказал геохимик из Калифорнийского технологического института Кен Фарли (Ken Farley). Это действительно дьявольские порывы ветра, очень похожие, как он говорит, на земные.
Некоторые породы на фотографиях напоминают затвердевший озерный ил. Это указывает на то, что именно там следует искать следы былой жизни в виде окаменелых биологических признаков. Ученые также хотят понять, имеют породы в кратере осадочное или вулканическое происхождение. Если этот остатки вулканических выбросов, то при помощи радиометрии можно определить их возраст. Это позволит лучше понять геологическую историю материалов, собираемых «Персеверанс». Фарли говорит, что самым неожиданным открытием на сегодня являются признаки внезапных наводнений и изменений уровня воды. Это говорит о том, что кратер пережил несколько этапов высыхания и заполнения водой в жидком состоянии.
Вооружившись новым программным обеспечением на основе искусственного интеллекта, «Персеверанс» также побил рекорд самостоятельного перемещения марсоходов по поверхности планеты, причем сделал он это уже на второй день автономного движения. «Автономное движение сегодня осуществляется почти с такой же скоростью, как и движение под управлением человека», — сказал инженер-робототехник из Лаборатории реактивного движения Оливер Тупе (Olivier Toupet). Человек может дистанционно управлять марсоходом, перемещая его примерно на 30 метров в день. Он совершает тщательно выверенные маневры, обходя препятствия, а искусственный интеллект позволяет повысить быстроту действия аппарата. Программное обеспечение создает трехмерную карту поверхности, по которой перемещается вездеход, а это позволяет оптимизировать и обновлять его маршрут в режиме реального времени. По словам Тупе, максимальное расстояние, пройденное на Марсе в автономном режиме, составляет около 107 метров. Ученые рассчитывают, что «Персеверанс» в предстоящие несколько недель увеличит этот показатель в четыре раза.
Завершив обходной маневр в южном направлении, «Персеверанс» направится на северо-запад к дельте древней реки, которая когда-то несла свои воды в кратер Езеро. Затем он начнет в полной мере использовать имеющиеся на борту приборы для определения химического и минералогического состава тамошних марсианских пород, а также их формы и текстуры. Эта информация поможет ученым больше узнать о древнем водном потоке данного бассейна.
А находящийся в нескольких тысячах километрах «Инсайт» продолжит регистрировать подповерхностные толчки и раскрывать внутреннее устройство этой каменистой планеты, которую ученые сумели охарактеризовать при помощи сейсмологии. «Это очень молодая область исследований для человечества, — говорит Коттар. — На звезды мы смотрим гораздо дольше, чем себе под ноги».
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.